Zusatzmaterial Gasriesen

TNM
Themenfeld 2:
Vom ganz Kleinen und ganz Großen
Thema/Station:
Zusatzmaterial für LehrerInnen
Die Gasriesen
Auf unserer Reise weg von der Sonne treffen wir nach den sonnennahen Planeten Merkur, Erde,
Venus, Mars auf die Gasreisen Jupiter, Saturn, Uranus und neptun, die sich grundlegend von den vier
kleinen und an Gestein reichen sonnennahen Planeten unterscheiden. Sie haben nur eine sehr
geringe Dichte (Gasplaneten), nur etwa ein Fünftel der mittleren Dichte der Erde: Jupiter und Uranus
jeweils 1,3 g/cm3, Neptun 1,7 g/cm3 und Saturn sogar nur 0,7 g/cm3; er würde sogar auf Wasser
schwimmen!
Die Entfernungen von der Sonne verdoppeln sich etwa jeweils von Planet zu Planet: Jupiter hat eine
Entfernung von 778 • 106 km, Saturn 1423 • 106 km, Uranus 2867 • 106 km und Neptun 4488 • 106
km. Jupiter ist der größte der vier Gasriesen. Sein Volumen ist doppelt so groß wie das aller Planeten
zusammen, aber doch 1 000 Mal kleiner als das Volumen der Sonne. Am Äquator hat er einen
Durchmesser von 142 984 km, Saturn ist mit 120 536 km nur wenig kleiner, Uranus hat mit 51 108 km
nur einen ein Drittel so großen Durchmesser wie auch Neptun mit 49 538 km.
Jupiter wiegt auch etwa doppelt so viel wie alle anderen Planten zusammen, bringt aber mit
1,9 • 1027 kg nur etwa ein Tausendstel der Sonnenmasse auf die Waage. Saturn ist mit 5,7 • 1026 kg
der zweitschwerste Planet, gefolgt von Neptun mit 1,0 • 1026 kg und Uranus mit 8,7 • 1025 kg.
Erstaunlich ist, wie schnell sich diese riesigen Planeten um ihre eigene Achse dregen. Die Erde
braucht für eine Umdrehung etwa einen Tag. Neptun schafft das is 19,1 Stunden. Uranus in 17,9
Stunden, Saturn in 10,2 Stunden und Jupiter gar in 9,8 Stunden.
Weil die Planeten so weit entfernt von der Sonne sind, benötigen sie auch eine lange Zeit um einmal
um die Sonne herum zu wandern. Die Erde schafft dies in einem Jahr, Neptun benötigt 164,8 Jahre
für einen Umlauf. Die Abfolge Frühling, Sommer, Herbst und Winter würde auch auf dem Uranus
noch „ewig“ dauern: Nur alle 84 Jahre Sommer! (aber dann 20 Jahre lang) Ein Saturn-Jahr dauert
29,5 (Erd-)Jahre, der Jupiter benötigt 11,9 Jahre für einen Umlauf um die Sonne.
Interessant ist auch die Zusammensetzung der Atmospäre. Die Luft auf der Erde besteht im
Wesentlichen zu 78% aus Stickstoff und 21% Sauerstoff. Die vier Gasriesen bestehen größtenteils
aus Wasserstoff und Helium (wie sie Sonne). Den meisten Wasserstoff in der Atmosphäre hat Saturn
mit 97%, der Rest ist Helium. Danach kommen in der Rangliste Jupiter (90% Wasserstoff, Rest
Helium), Uranus (83% Wasserstoff, 15% Helium), 2% Methan) und Neptun (74% Wasserstoff, 25%
Helium, 2% Methan).
Quelle: verändert nach Spektrum der Wissenschaft-Dossier: Planeten, Sterne und Weltraum,
1998, BfU-NW, Speyer, 2010
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